專利名稱：可變風(fēng)帆式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
可變風(fēng)帆式風(fēng)カ發(fā)電系統(tǒng)本發(fā)明涉及一種可變風(fēng)帆式風(fēng)カ發(fā)電系統(tǒng)，尤其是可根據(jù)風(fēng)向調(diào)節(jié)風(fēng)帆葉片姿態(tài)，從而降低迎風(fēng)阻力，提高風(fēng)能利用效率的風(fēng)カ發(fā)電系統(tǒng)。
能源是人類生存發(fā)展的重要基礎(chǔ)資料。近百年來，隨著人類生活需求的不斷提高和生產(chǎn)規(guī)模的擴大，對能源的需求也越來越殷切。進入二十一世紀(jì)，能源危機正在日益制約社會經(jīng)濟活動，傳統(tǒng)使用的化石能源日益匱乏，價格不斷攀升，成為引起世界經(jīng)濟動蕩和影響和平的重要因素。而且，化石能源的大量使用，Co2、So2等溫室氣體大量排放，導(dǎo)致氣候變暖，生態(tài)變遷，危及人類生存環(huán)境。為了解決日益嚴(yán)重的能源危機，緩解由于大量使用化石能源帶來的環(huán)境污染，長期以來，世界各國紛紛投入巨資尋找開發(fā)可再生能源。目前列入重點研究開發(fā)的清潔能源有水能、風(fēng)能、太陽能、潮汐能、生物質(zhì)能等。風(fēng)能的開發(fā)利用已有很長的歷史。近年來，風(fēng)カ發(fā)電作為可再生的清潔能源受到世界各國政府、能源界和環(huán)保界的高度重視。地球上風(fēng)カ資源蘊藏量大，清潔無污染，施工周期短，投資靈活，占地少，具有較好的經(jīng)濟效益和社會效益。目前風(fēng)カ發(fā)電的普遍方式是采用架空式三葉風(fēng)輪。輪軸通過變速裝置驅(qū)動發(fā)電機。單機發(fā)電功率普遍為2MW以下。國際上最大的海上風(fēng)カ發(fā)電機為5MW。這種風(fēng)カ發(fā)電機需要較高的啟動風(fēng)速，常年發(fā)電時間在2000 2500小時之間，設(shè)備復(fù)雜，投資大，對風(fēng)場要求高。而且發(fā)電量不穩(wěn)定，發(fā)電預(yù)見性差，對電網(wǎng)調(diào)峰沖擊大。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種可以實現(xiàn)低風(fēng)速運行、均勻發(fā)電、持續(xù)供電，最大限度地利用風(fēng)能，設(shè)備簡單、成本低、安全可靠的風(fēng)帆式風(fēng)カ發(fā)電系統(tǒng)。本發(fā)明采用立軸結(jié)構(gòu)，在立軸頂端安裝風(fēng)輪，風(fēng)輪外周安裝立式可調(diào)式葉片，根據(jù)來風(fēng)方向和風(fēng)カ大小自動調(diào)節(jié)葉片朝向。當(dāng)葉片運動方向背向來風(fēng)時，葉片迎風(fēng)面朝向來風(fēng)并與來風(fēng)垂直。當(dāng)葉片運動方向迎向來風(fēng)時，葉片順槳與來風(fēng)平行。這種結(jié)構(gòu)有利于使自然界氣流能最大限度作用于葉片，降低迎風(fēng)阻力，提高風(fēng)能利用效率。本發(fā)明內(nèi)容包括風(fēng)帆葉片、葉片轉(zhuǎn)動裝置、傳動軸和塔架、動カ輸出和變速齒輪、發(fā)電機、支承底座和控制系統(tǒng)。按以下步驟說明I.風(fēng)帆葉片風(fēng)帆葉片由葉片主體、轉(zhuǎn)動裝置、托架等組成。(I)葉片主體為立式長方形，迎風(fēng)面為弧形凹面。背面通過上下分布的活動支座固定在托架上。(2)轉(zhuǎn)動裝置為安裝在葉片背部的動カ驅(qū)動設(shè)備，通過內(nèi)外布置的橫向拉桿使葉片呈360°轉(zhuǎn)動。
(3)托架為連接葉片和立軸的鋼制支架。2.傳動軸和塔架傳動軸為立式安裝的動カ傳動軸，上部安裝葉輪，下部安裝動カ輸出齒輪，底部安放在支承座上。上部和下部分別由塔架抱持固定。3.動カ輸出和變速齒輪動カ輸出齒輪分為主齒輪和變速齒輪。主齒輪安裝在立軸上，變速齒輪嚙合主齒輪，連接發(fā)電機或其它耗功設(shè)備。4.測量和控制系統(tǒng)
測量系統(tǒng)包括風(fēng)速儀、風(fēng)向儀、轉(zhuǎn)速儀、各部件溫度儀、液壓儀、電流電壓儀等。控制系統(tǒng)包括啟動、停機和緊急制動裝置，葉片轉(zhuǎn)動控制系統(tǒng)等。5.附屬設(shè)施剎車裝置在立軸上安裝機械和電磁剎車各一組。避雷設(shè)施按避雷標(biāo)準(zhǔn)建造。維修梯設(shè)置在抱持架內(nèi)。[有益效果]本發(fā)明所提供的可變風(fēng)帆式風(fēng)カ發(fā)電系統(tǒng)具有以下應(yīng)用效果I.提高風(fēng)能利用效率，提供清潔能源。本發(fā)明可以降低風(fēng)葉迎風(fēng)阻力，提高風(fēng)能利用效率，實現(xiàn)較大規(guī)模發(fā)電，為人們生產(chǎn)生活提供大量清潔電能，緩解目前地球上日益嚴(yán)重的能源危機；2.實現(xiàn)低風(fēng)速發(fā)電。本發(fā)明可降低系統(tǒng)發(fā)電的起點風(fēng)速，有效實現(xiàn)低風(fēng)速發(fā)電，拓寬了應(yīng)用范圍，延長了年度有效發(fā)電時間。3.清潔環(huán)保。本發(fā)明的可變風(fēng)帆式風(fēng)カ發(fā)電系統(tǒng)是完全的環(huán)境友好能源，不會給環(huán)境帶來任何的污染；4.投資省。依據(jù)本發(fā)明建造的風(fēng)能發(fā)電機組投資省，每千瓦裝機投資額遠(yuǎn)低于現(xiàn)行的火電、核電、水電、太陽能發(fā)電和風(fēng)電等。圖I是本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是葉片背面示意中1-風(fēng)帆葉片，2-葉片轉(zhuǎn)動裝置，3-傳動軸，4-抱持塔架，5-動カ輸出，6-變速齒輪，7-發(fā)電機，8-支承底座。I.選擇風(fēng)電場本發(fā)明理想的風(fēng)電場選址應(yīng)是場地開闊、風(fēng)カ均勻的區(qū)域。2 葉片主體鋼骨架，面板采用帆布制作。尺寸6 X 4米(高X寬)。數(shù)量6片。支架半徑15米，鋼材焊接。結(jié)構(gòu)葉片背部豎向中線處上下兩點用活動鉸軸與葉片支架相連。
葉片轉(zhuǎn)動裝置選用2KW伺服電機，通過鏈輪帶動葉片轉(zhuǎn)動。3.立軸材質(zhì)鋼管。尺寸直徑600mm,厚度20mm,高度45米。
結(jié)構(gòu)上部與葉片支架鏍栓連接。底部鐵板焊接，安放在鋼球平面上。底部上2米處套裝主齒輪。立軸抱持架為三足鋼架，上部采用軸承抱持固定，下部固定在底座上。4.發(fā)電機選擇2000KW無刷異步發(fā)電機。5.測量和控制系統(tǒng)在立軸上部抱持架上安裝風(fēng)速儀、風(fēng)向儀、葉輪轉(zhuǎn)速儀，各轉(zhuǎn)動軸承上安裝溫度儀，發(fā)電系統(tǒng)安裝電流電壓儀等。控制系統(tǒng)設(shè)置啟動、停機和緊急制動裝置，葉片轉(zhuǎn)動控制系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種風(fēng)帆式風(fēng)カ發(fā)電系統(tǒng)，包括風(fēng)帆葉片(I)、葉片轉(zhuǎn)動裝置(2)、傳動軸(3)和抱持塔架(4)、動カ輸出(5)和變速齒輪出)、發(fā)電機(7)、支承底座(8)和測量控制系統(tǒng)。其特征在于所述風(fēng)帆式風(fēng)カ發(fā)電系統(tǒng)是將風(fēng)帆葉片布置在立式傳動軸的頂端，通過橫向支架呈迎風(fēng)繞軸運動。立式傳動軸底端安裝的動カ輸出齒輪連接發(fā)電機。
2.如權(quán)利要求I所述的ー種風(fēng)帆式風(fēng)カ發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述風(fēng)帆葉片采用鋼材、玻璃鋼、木板或其它材料制成，數(shù)量I至50片，通過橫梁固定在立軸頂端。
3.如權(quán)利要求I所述的ー種風(fēng)帆式風(fēng)カ發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述風(fēng)帆葉片可根據(jù)來風(fēng)方向和風(fēng)カ大小自動調(diào)節(jié)葉片朝向。當(dāng)葉片運動方向背向來風(fēng)時，葉片迎風(fēng)面朝向來風(fēng)并與來風(fēng)垂直。當(dāng)葉片運動方向迎向來風(fēng)時，葉片順槳與來風(fēng)平行。
4.如權(quán)利要求I所述的ー種風(fēng)帆式風(fēng)カ發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述動カ輸出和變速齒輪連接發(fā)電機、空氣壓縮機、液壓機或其它耗功設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可變風(fēng)帆式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，由風(fēng)帆葉片、葉片轉(zhuǎn)動裝置、傳動軸和塔架、動力輸出和變速齒輪、發(fā)電機、支承底座和控制系統(tǒng)組成?？筛鶕?jù)風(fēng)向調(diào)節(jié)風(fēng)帆葉片姿態(tài)，從而降低迎風(fēng)阻力，提高風(fēng)能利用效率。具有發(fā)電均衡，設(shè)備簡單，建造成本低，安全可靠等優(yōu)點。適用于并網(wǎng)型發(fā)電和離網(wǎng)型供電。
文檔編號F03D7/06GK102650265SQ20111004478
公開日2012年8月29日 申請日期2011年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月25日
發(fā)明者施建勇 申請人:施建勇